談并網(wǎng)光伏發(fā)電站分布式系統(tǒng)應(yīng)用

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摘要：基于分布式光伏發(fā)電站的特點，分析工程案例的應(yīng)用，包括繼電保護(hù)、并網(wǎng)控制，以及最大工作電流、短路電流、并列點和解列點的計算。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；分布式；并網(wǎng)工程

引言

光伏發(fā)電的主要技術(shù)之一就是分布式光伏發(fā)電網(wǎng)，對于電力企業(yè)而言，對該技術(shù)進(jìn)行加強，這樣促進(jìn)我國電力行業(yè)發(fā)展的同時也解決了環(huán)境污染的問題。本文主要對分布式光伏發(fā)電網(wǎng)的應(yīng)用及技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1分布式光伏發(fā)電站

分布式光伏發(fā)電站主要是對太陽能資源進(jìn)行充分利用，從而達(dá)到節(jié)約環(huán)保的目的。其發(fā)電的主要原理是采取光伏組件，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，這是一種新型的發(fā)電模式，并且在進(jìn)行分布式光伏發(fā)電站設(shè)計的時候采取就近使用的原則，光伏發(fā)電站分布式的部署相對于同等規(guī)模發(fā)電站而言其發(fā)電能力得到明顯的提升，同時電力在輸送過程中由于升壓操作造成電能耗損的問題也得到緩解[1-4]。分布式光伏發(fā)電站的特點為：（1）環(huán)保效益高。其無論是在運行中還是發(fā)電中都不會有噪聲污染的情況出現(xiàn)，同時對周圍的環(huán)境以及水體也不會造成污染。（2）輸出功率小。單獨的一個分布式光伏發(fā)電項目其通量將被控制在千瓦之內(nèi)，與集中式發(fā)電站相比，其發(fā)電站的大小對發(fā)電效率并不會有過多的影響，對經(jīng)濟(jì)方面產(chǎn)生的影響與較小，但是其投資效益與大型發(fā)電站相當(dāng)[1]。（3）發(fā)電用電并存。就我國目前地面發(fā)電站而言，其都是采用升壓的方式接入輸電網(wǎng)，并只對發(fā)電站的運行起作用。但是分布式光伏發(fā)電站發(fā)電與用電二者并存，并遵循最大化消耗的原則。

2分布式并網(wǎng)的光伏發(fā)電站

2.1工程案例

以某地區(qū)的分布式光伏發(fā)電站為案例，其并網(wǎng)工程總裝機的峰值容量達(dá)到5×5MWp，其中光伏發(fā)電系統(tǒng)的電壓為380V，其與附近110kV變電站中的10kV母線低壓側(cè)并網(wǎng)連接，根據(jù)相應(yīng)的預(yù)算可知，光伏發(fā)電站的年發(fā)電量大約為2.948321×107kWh。

2.2應(yīng)用分析

分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電站在并網(wǎng)工程中主要有以下幾方面的應(yīng)用，下面將以實際工程為案例，對其進(jìn)行分析，希望可以為我國相關(guān)的電力企業(yè)在進(jìn)行分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)工程建設(shè)的時候提供幫助。（1）繼電保護(hù)。在新形勢的背景下，我國在對各地區(qū)電網(wǎng)運行情況進(jìn)行研究，并對光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)時對其制定了一些法律法規(guī)。在進(jìn)行分布式發(fā)電站并網(wǎng)工程建筑的時候，由于地區(qū)的不同，在建設(shè)的時候應(yīng)對實際問題進(jìn)行分析，并結(jié)合相應(yīng)的法律法規(guī)，對其進(jìn)行繼電保護(hù)，對光伏電子發(fā)電線路側(cè)面的配置安裝繼電保護(hù)裝置，從而對線路進(jìn)行科學(xué)的保護(hù)，并根據(jù)線路的實際情況，合理安裝超壓或欠壓等保護(hù)裝置，使得其可以及時接收跳閘的命令，但是在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行線路保護(hù)的時候其所用到的保護(hù)配置應(yīng)與發(fā)電站的建設(shè)要求相吻合，這樣使其能夠更好地發(fā)揮作用[2]。對于此分布式光伏發(fā)電站并網(wǎng)建設(shè)而言，應(yīng)對110kV變電站的主變壓間隙保護(hù)進(jìn)行合理的調(diào)整，并增設(shè)并網(wǎng)斷路器，使得光伏發(fā)電站與變電站之間的保護(hù)裝置能夠相互作用。而在對該地區(qū)進(jìn)行發(fā)電站建設(shè)的時候，應(yīng)該根據(jù)難易點對其進(jìn)行孤島保護(hù)，進(jìn)行合理的設(shè)計，使得能對電網(wǎng)側(cè)線路進(jìn)行有效的保護(hù)。在進(jìn)行并網(wǎng)之后，微電網(wǎng)將處在孤島的運行狀態(tài)，這時公共連接位置的功率將會被切斷，若是在切斷之前存在功率流向微電網(wǎng)的現(xiàn)象，則微電網(wǎng)的功率會呈現(xiàn)出缺額的狀態(tài)，反之則盈余。在并網(wǎng)的狀態(tài)下，若是緊急控制沒有技術(shù)啟動，則微電網(wǎng)的內(nèi)部頻率會出現(xiàn)大幅度下降的情況，有功功率缺額的動態(tài)變化和頻率的變化剛好相反，這樣就極有可能導(dǎo)致電網(wǎng)出于癱瘓的狀態(tài)。而對于這種情況的出現(xiàn)，在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行并網(wǎng)建設(shè)的時候，該地區(qū)應(yīng)該對其進(jìn)行繼電保護(hù)，使得在微電網(wǎng)拖網(wǎng)工作后也能對其進(jìn)行合理化處理，使得微電網(wǎng)一種處在穩(wěn)定運行的狀態(tài)。在對分布式光伏發(fā)電站進(jìn)行繼電保護(hù)的時候，應(yīng)該結(jié)合該地區(qū)的特點，構(gòu)建合理化的監(jiān)管體系，使得能對光伏發(fā)電站的情況進(jìn)行實時監(jiān)督，這樣若是發(fā)現(xiàn)存在隱患問題，能夠及時進(jìn)行解決，使得光伏發(fā)電站一直處在穩(wěn)定、安全的運行中，這樣能夠有效提高供電質(zhì)量，從而滿足各行業(yè)的用電需求[3]。（2）并網(wǎng)控制。對于此分布式光伏發(fā)電站而言，其光伏發(fā)電系統(tǒng)的能源來源的渠道較為廣泛，并且并網(wǎng)的數(shù)量較多，而由于其存在這樣的特點，使得發(fā)電效率得到明顯的提升，但是在運行期間仍然受到了一些的威脅，為了能夠使其在運行期間安全的供電，在其進(jìn)行并網(wǎng)的時候加入一些措施是必不可少的。而對并網(wǎng)的控制技術(shù)主要包括以下幾方面：并網(wǎng)逆變器的分布模式以及能源的來源渠道的多樣性，這些都能夠使發(fā)電站在并網(wǎng)運行時對電網(wǎng)的規(guī)范性以及協(xié)調(diào)性起到強化的作用。在進(jìn)行改分布式光伏發(fā)電站建立的時候，應(yīng)該檢測無盲區(qū)孤島。這樣可以實現(xiàn)以發(fā)電系統(tǒng)有關(guān)的特征為憑證，進(jìn)而對網(wǎng)內(nèi)的電氣性能指標(biāo)進(jìn)行深度的研究。

2.3電氣計算。

在進(jìn)行電氣計算的時候其主要包括最大工作電流、短路電流以及并列點與人工解列點這幾方面。（1）最大工作電流。根據(jù)工程案例可以對該工程有了具體的了解，而該工程為分布式光伏發(fā)電站，其主要為太陽能陣列，輸出的電能為直流電。將會經(jīng)過匯流、逆變以及升壓過程后與公共電網(wǎng)相連接。而本工程的總?cè)萘繛?×5000kWp，若是在逆變和升壓的過程中不會出現(xiàn)電能損失的情況，則經(jīng)過相應(yīng)的計算可知最大的工作電流為1443A。（2）短路電流。在分布式光伏發(fā)電站中，對于含有光伏發(fā)電站的系統(tǒng)而言，若是其出現(xiàn)短路情況的時候，一般都是由兩方面導(dǎo)致污染而成的。一方面是交流系統(tǒng)的原因，一方面是光伏發(fā)電系統(tǒng)的原因。其主要是與光伏發(fā)電發(fā)出的電力和逆變器的參數(shù)有關(guān)。根據(jù)光伏發(fā)電原理可知，在光伏發(fā)電元件進(jìn)行發(fā)電時其需要經(jīng)過日照從而產(chǎn)生直流電，繼而通過逆變器對其進(jìn)行逆變使得變成400V的交流電輸出，所以在使用光伏發(fā)電系統(tǒng)的時候，發(fā)出的電力值與日照及周圍環(huán)境等都有直接的關(guān)系。而在使用光伏發(fā)電的時候，日照驟變的可能性還是較小的，而在其出現(xiàn)短路的時候僅僅只是瞬間。這時會認(rèn)為光伏發(fā)電站發(fā)出的直流功率是恒定的，而其經(jīng)過逆變器逆變之后產(chǎn)生的交流功率也是恒定的。在光伏發(fā)電站發(fā)生短路的時候，會出現(xiàn)母線電壓急劇下降的情況，而在功率為恒定功率的情況下，逆變器的輸出電流將會出現(xiàn)大幅度的增長，直達(dá)逆變器出現(xiàn)保護(hù)動作后，才能對其進(jìn)行關(guān)閉[4]。（3）并列點及人工解列點：對于分布式光伏發(fā)電站而言，其并列點往往都是設(shè)置在電站并網(wǎng)線路10kV側(cè)面的斷路器上，而人工解列點則是設(shè)置在其并網(wǎng)變電站10kV線路的斷路器一側(cè)。

3發(fā)展前景

在科技不斷更新的背景下，我國對分布式光伏發(fā)電站的研發(fā)工作給予了大力的支持，并且隨著號召的不斷相應(yīng)，我國很多居民在選擇家用電器的時候都選擇太陽能電源產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍較廣并擁有較好的發(fā)展前景。而國家也相應(yīng)的政策文件，對分布式光伏發(fā)電站的建設(shè)給予相應(yīng)的鼓勵，并支持事業(yè)單位、家庭、企業(yè)等使用該發(fā)電系統(tǒng)。與此同時，屋頂以及接入的問題都得到了有效的改善。4結(jié)語隨著環(huán)境情況的不斷惡化，在各個行業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)的時候都應(yīng)該響應(yīng)環(huán)保的號召，而分布式光伏發(fā)電站有節(jié)能環(huán)保、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點，符合現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展的理念，并且在對其進(jìn)行應(yīng)用的時候，其技術(shù)的優(yōu)越性已經(jīng)越來越明顯。所以，可以看出它在電網(wǎng)中占有重要的地位，并具有較好的發(fā)展前景。

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作者：李永軍 單位：尚特杰電力科技有限公司